DE102016202370A1

DE102016202370A1 - Method for determining an influence of an indoor test bench on a gas turbine operated in an indoor test bench

Info

Publication number: DE102016202370A1
Application number: DE102016202370.5A
Authority: DE
Inventors: André Kando; Michael Kotulla; Michael Bauer; Thomas Markert
Original assignee: MTU Aero Engines AG
Current assignee: MTU Aero Engines AG
Priority date: 2016-02-17
Filing date: 2016-02-17
Publication date: 2017-08-17
Also published as: WO2017140286A1; EP3417264A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Einflusses eines Innen-Prüfstands (12) auf eine im Innen-Prüfstand (12) betriebene Gasturbine (14), insbesondere eines Flugtriebwerks. Das Verfahren ermöglicht eine Trennung zwischen Zustandsgrößen der Gasturbine (14) und des Innen-Prüfstands (12). Diese Trennung wird möglich durch eine Analyse des Innen-Prüfstands (12) und der Gasturbine (14) unter Berücksichtigung eines thermodynamischen Modells, welches sowohl den Innen-Prüfstand (12) als auch die Gasturbine (14) abbildet. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Recheneinrichtung zur Verwendung in einem solchen Verfahren.The invention relates to a method for determining an influence of an interior test bench (12) on a gas turbine (14), in particular an aircraft engine, operated in the interior test bench (12). The method allows a separation between state variables of the gas turbine (14) and the indoor test bench (12). This separation is made possible by an analysis of the inside test stand (12) and the gas turbine (14), taking into account a thermodynamic model, which images both the interior test bench (12) and the gas turbine (14). The invention further relates to a computing device for use in such a method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Einflusses eines Innen-Prüfstands auf eine im Innen-Prüfstand betriebene Gasturbine. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Recheneinrichtung zur Verwendung in einem solchen Verfahren. The invention relates to a method for determining an influence of an indoor test bench on a gas turbine operated in an indoor test bench. The invention further relates to a computing device for use in such a method.

Im Gegensatz zu einem Außen-Prüfstand (Outdoor-Prüfstand) kommt es beim Testbetrieb einer Gasturbine, beispielsweise eines Flugtriebwerks, in einem Innen-Prüfstand (Indoor-Prüfstand) zur Wechselwirkung zwischen der Performance der Gasturbine und der Performance des Innen-Prüfstands. Aus diesem Grund ist es erforderlich, für jede Gasturbine eine Korrelation zwischen einem Outdoor-Prüfstand und dem Indoor-Prüfstand durchzuführen. Die Korrelation bildet dabei die Unterschiede zwischen einem Test der Gasturbine in einem Indoor-Prüfstand und einem als Referenz dienenden Outdoor-Prüfstand ab. In contrast to an outdoor test bench (outdoor test bench) it comes in the test operation of a gas turbine, such as an aircraft engine, in an indoor test bench (indoor test bench) for the interaction between the performance of the gas turbine and the performance of the indoor test bench. For this reason, it is necessary to perform a correlation between an outdoor test bench and the indoor test bench for each gas turbine. The correlation represents the differences between a test of the gas turbine in an indoor test bench and an outdoor test bench serving as a reference.

Die Federal Aviation Administration (FAA) hat in ihrem „Advisory Circular AC43-207“ empfohlen, dass ein Innen-Prüfstand für In-Service Abnahmetest („Acceptance Test“) von Flugtriebwerken mindestens alle 7 Jahre neu korreliert werden muss. Darüber hinaus kann aber der Triebwerkshersteller (OEM) auch kürzere Zeitintervalle wie beispielsweise 5 Jahre vorschreiben. Solche Re-Korrelationstests sind allerdings sehr aufwändig und kostenintensiv. Daher ist es wünschenswert, den Beitrag von Innen-Prüfständen bzw. die Wechselwirkung zwischen einem Innen-Prüfstand und einer im Innen-Prüfstand betriebenen Gasturbine ermitteln zu können, um die Auswirkungen des Innen-Prüfstands auf die Messergebnisse der Gasturbine beurteilen und Aussagen über eine hypothetische Prüfung der Gasturbine in einem Außen-Prüfstand treffen zu können. The Federal Aviation Administration (FAA) has recommended in its "Advisory Circular AC43-207" that an indoor test bench for aircraft engine acceptance test must be recalibrated at least every 7 years. In addition, however, the engine manufacturer (OEM) can also prescribe shorter time intervals such as 5 years. However, such re-correlation tests are very complex and expensive. Therefore, it is desirable to be able to determine the contribution of indoor test benches or the interaction between an indoor test bench and an indoor test bench gas turbine to assess the effects of the indoor test bench on the measurement results of the gas turbine and statements about a hypothetical Testing the gas turbine to be able to meet in an outdoor test bench.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Ermitteln eines Einflusses eines Innen-Prüfstands auf eine im Innen-Prüfstand betriebene Gasturbine bereitzustellen, so dass eine Trennung der Einflüsse des Innen-Prüfstands von der Performance des Gastriebwerks ermöglich wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Recheneinrichtung zur Verwendung in einem solchen Verfahren bereitzustellen. The object of the present invention is to provide a method for determining an influence of an indoor test bench on a gas turbine operated in an indoor test bench, so that a separation of the influences of the indoor test bench from the performance of the gas engine is made possible. Another object of the invention is to provide a computing device for use in such a method.

Die Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Recheneinrichtung gemäß Patentanspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Erfindungsaspekte und umgekehrt anzusehen sind. The objects are achieved by a method the features of claim 1 and by a computing device according to claim 10. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the respective subclaims, wherein advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the second aspect of the invention and vice versa.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Einflusses eines Innen-Prüfstands auf eine im Innen-Prüfstand betriebene Gasturbine, insbesondere eines Flugtriebwerks. Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren zumindest die Schritte Anordnen der Gasturbine im Innen-Prüfstand, Betreiben der Gasturbine im Innen-Prüfstand bei wenigstens einem ausgewählten Betriebspunkt der Gasturbine, Ermitteln wenigstens eines die Gasturbine im ausgewählten Betriebspunkt charakterisierenden ersten Messwertes und wenigstens eines den Innen-Prüfstand während des Betriebs der Gasturbine im ausgewählten Betriebspunkt charakterisierenden zweiten Messwertes mittels wenigstens einer Sensoreinrichtung, Bereitstellen eines thermodynamischen Modells mittels einer mit der Sensoreinrichtung gekoppelten Recheneinrichtung, wobei das thermodynamische Modell zumindest ein die Gasturbine abbildendes erstes Teilmodell und ein den Innen-Prüfstand abbildendes zweiten Teilmodell umfasst, Ermitteln wenigstens eines die Gasturbine im ausgewählten Betriebspunkt charakterisierenden ersten Modellwerts anhand des thermodynamischen Modells und Ermitteln wenigstens eines den Innen-Prüfstand während des Betriebs der Gasturbine im ausgewählten Betriebspunkt charakterisierenden zweiten Modelwertes anhand des thermodynamischen Modells mittels der Recheneinrichtung und Ermitteln wenigstens eines der Gasturbine zugeordneten ersten Korrekturparameters durch Variieren des thermodynamischen Modells, bis der erste Modellwert innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs des ersten Messwerts liegt, und Ermitteln wenigstens eines dem Innen-Prüfstand zugeordneten zweiten Korrekturparameters durch Variieren des thermodynamischen Modells, bis der zweite Modellwert innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs des zweiten Messwerts liegt. Mit anderen Worten sieht das erfindungsgemäße Verfahren die Trennung zwischen Zustandsgrößen der Gasturbine und des Innen-Prüfstands vor. Diese Trennung wird möglich durch eine Analyse bzw. gleichzeitige Messung von Zustandsgrößen des Innen-Prüfstands und der im Innen-Prüfstand betriebenen Gasturbine unter weiterer Berücksichtigung eines thermodynamischen Modells, welches sowohl die Gasturbine als auch den Innen-Prüfstand abbildet und entsprechende Modellwerte zu den ermittelten Messwerten liefert. Anschließend wird das thermodynamische Modell an die aktuellen Testbedingungen angepasst, indem das thermodynamische Modell variiert wird, bis die Modellwerte den Messwerten entsprechen bzw. innerhalb vorbestimmter Toleranzbereiche liegen. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das thermodynamische Modell den tatsächlichen Testlauf korrekt abbildet, was durch die ersten und zweiten Korrekturparameter ausgedrückt wird. Die ersten und zweiten Korrekturparameter können auch als erste und zweite Skalierer bezeichnet werden und drücken den Unterschied zwischen einer aktuell analysierten Zustandsgröße und der nominellen Zustandsgröße aus. Skalierer können dabei grundsätzlich ein Verhältnis bzw. einen Faktor oder eine Differenz charakterisieren. Differenzen ausdrückende Skalierer werden im Folgenden auch als Delta-Skalierer (∆) bezeichnet, während Verhältnisse bzw. Faktoren ausdrückende Skalierer auch als Faktor-Skalierer (C) bezeichnet werden. Da das thermodynamische Modell sowohl ein erstes Teilmodell zur Abbildung des Prüfstands als auch ein zweites Teilmodell zur Abbildung der Gasturbine umfasst, wird hierdurch eine getrennte Beurteilung von Prüfstandsperformance und Performance der Gasturbine ermöglicht. Damit wird die Analyse der Gasturbine genauer, da Einflüsse des Innen-Prüfstands auf die Gasturbinenleistung herausgerechnet werden können. Dass zwischen den Zustandsgrößen des Innen-Prüfstands und der Gasturbine unterschieden werden kann, ist auch dahingehend von Vorteil, dass sich die Zustandsgrößen und Messwerte unterschiedlicher getesteter Gasturbinen teilweise stark unterscheiden. Davon beeinflusst unterscheiden sich naturgemäß auch die Messwerte des Innen-Prüfstands, obwohl dieser ansonsten unverändert ist. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es weiterhin, eine Korrelation zwischen dem konkreten Innen-Prüfstand und einem Außen-Prüfstand zu ermitteln, so dass mit Hilfe eines Trendings die Stabilität der Korrelation nachgewiesen werden kann, da die Wechselwirkung zwischen der Gasturbine und dem Innen-Prüfstand aufgelöst wird und ein zuverlässiges Monitoring ermöglicht. Darüber hinaus können mögliche Zustandsänderungen des Innen-Prüfstands, welche eine Auswirkung auf die Ergebnisse des „Pass-off Tests“ oder „Acceptance Tests“ der Gasturbine haben, frühzeitig erkannt und unnötige Maßnahmen an der Gasturbine vermieden werden. Es kann grundsätzlich vorgesehen sein, dass das Verfahren nur in einem ausgewählten Betriebspunkt der Gasturbine durchgeführt wird. Alternativ kann das Verfahren für mehrere oder alle Betriebspunkte der Gasturbine durchgeführt werden. A first aspect of the invention relates to a method for determining an influence of an indoor test bench on a gas turbine operated in an indoor test bench, in particular an aircraft engine. According to the invention, the method comprises at least the steps of arranging the gas turbine in the interior test bench, operating the gas turbine in the interior test bench at at least one selected operating point of the gas turbine, determining at least one first measured value characterizing the gas turbine at the selected operating point and at least one inside test bench during the Operating the gas turbine at the selected operating point characterizing the second measured value by means of at least one sensor device, providing a thermodynamic model by means of a coupled to the sensor means, wherein the thermodynamic model comprises at least one of the gas turbine imaging first sub-model and the interior test rig imaging second sub-model, determining at least a first model value characterizing the gas turbine at the selected operating point on the basis of the thermodynamic model and determining at least one of the inner test bars d, during the operation of the gas turbine at the selected operating point characterizing the second model value based on the thermodynamic model by the computing device and determining at least one gas turbine associated first correction parameter by varying the thermodynamic model until the first model value is within a predetermined tolerance range of the first measured value, and determining at least a second correction parameter associated with the interior test bench by varying the thermodynamic model until the second model value is within a predetermined tolerance range of the second measurement value. In other words, the method according to the invention provides for the separation between state variables of the gas turbine and the interior test bench. This separation is made possible by an analysis or simultaneous measurement of state variables of the indoor test bench and the gas turbine operated in the indoor test bench with further consideration of a thermodynamic model, which maps both the gas turbine and the indoor test bench and corresponding model values to the measured values supplies. Subsequently, the thermodynamic model is adapted to the current test conditions by varying the thermodynamic model until the model values correspond to the measured values or lie within predetermined tolerance ranges. In this way it is ensured that the thermodynamic model correctly maps the actual test run, which is expressed by the first and second correction parameters. The first and second correction parameters may also be referred to as first and second scaler and express the difference between a currently analyzed one State variable and the nominal state variable. Scalers can basically characterize a ratio or a factor or a difference. Scalers expressing differences are also referred to below as delta scaler (Δ), while scaler expressing ratios or factors are also referred to as factor scaler (C). Since the thermodynamic model comprises both a first submodel for imaging the test stand and a second submodel for imaging the gas turbine, this enables a separate assessment of the test bench performance and performance of the gas turbine. This makes the analysis of the gas turbine more accurate because influences of the indoor test bench on the gas turbine output can be calculated out. That it is possible to distinguish between the state variables of the interior test bench and the gas turbine is also advantageous in that the state variables and measured values of different gas turbines tested in some cases differ greatly. Of course, the measured values of the indoor test stand also differ from those influenced, although this is otherwise unchanged. The method according to the invention also makes it possible to determine a correlation between the concrete indoor test bench and an outdoor test bench, so that the stability of the correlation can be detected by means of a trend, since the interaction between the gas turbine and the indoor test bench is resolved and reliable monitoring. In addition, possible state changes of the indoor test bench, which have an effect on the results of the "pass-off test" or "acceptance test" of the gas turbine can be detected early and unnecessary measures on the gas turbine can be avoided. It may in principle be provided that the method is carried out only in a selected operating point of the gas turbine. Alternatively, the method may be performed for multiple or all operating points of the gas turbine.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der erste und/oder der zweite Korrekturparameter durch eine Analyse-Leistungsrechnung ermittelt wird. Dies ermöglicht eine besonders zuverlässige Anpassung des thermodynamischen Modells. Geeignete Analyse-Leistungsrechnungen („Analysis by Synthesis“) sind dem Fachmann an sich bekannt. In an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the first and / or the second correction parameter is determined by an analysis performance calculation. This allows a particularly reliable adaptation of the thermodynamic model. Suitable analysis performance calculations ("Analysis by Synthesis") are known in the art per se.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass als erster Korrekturparameter wenigstens ein Skalierer aus der Gruppe ∆ηFan, ∆ηLPC, ∆ηHPC, ∆ηHPT, ∆ηLPT, CηFan, CηLPC, CηHPC, CηHPT, CηLPT, ∆fcFan, ∆fcLPC, ∆fcHPC, ∆fcHPT, ∆fcLPT, CfcFan, CfcLPC, CfcHPC, CfcHPT und CfcLPT ermittelt wird. Dies erlaubt eine flexible und präzise Berücksichtigung unterschiedlicher Gasturbinen bzw. Gasturbinentypen. ∆η drückt dabei die Differenz zwischen einem gemessenen und einem berechneten bzw. modellgemäßen Wirkungsgrad η einer bestimmten Gasturbinenkomponente aus, wobei Fan für einen Bläser bzw. ein Gebläse der Gasturbine, LPC für einen Niederdruckverdichter (low pressure compressor), HPC für einen Hochdruckverdichter (high pressure compressor), HPT für eine Hochdruckturbine (high pressure turbine), und LPT für eine Niederdruckturbine (low pressure turbine) stehen. Cη drückt einen jeweiligen Faktor-Skalierer von einem gemessenen auf einen berechneten Wirkungsgrad einer bestimmten Gasturbinenkomponente aus. ∆fc drückt eine Differenz (Delta-Skalierer) zwischen einem gemessenen und einem berechneten Durchsatz fc einer bestimmten Gasturbinenkomponente aus. Cfc drückt einen jeweiligen Faktor-Skalierer von einem gemessenen auf einen berechneten Durchsatz fc einer bestimmten Gasturbinenkomponente aus. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that at least one scaler from the group ΔηFan, ΔηLPC, ΔηHPC, ΔηHPT, ΔηLPT, CηFan, CηLPC, CηHPC, CηHPT, CηLPT, ΔfcFan, Δ fcLPC, ΔfcHPC, ΔfcHPT, ΔfcLPT, CfcFan, CfcLPC, CfcHPC, CfcHPT and CfcLPT. This allows a flexible and precise consideration of different gas turbine or gas turbine types. Δη expresses the difference between a measured and a calculated or model-specific efficiency η of a particular gas turbine component, wherein fan for a blower or a blower of the gas turbine, LPC for a low pressure compressor, HPC for a high pressure compressor (high pressure compressor), HPT for a high pressure turbine, and LPT for a low pressure turbine. Cη expresses a respective factor scaler from a measured to a calculated efficiency of a particular gas turbine component. Δfc expresses a difference (delta scaler) between a measured and calculated flow rate fc of a particular gas turbine component. Cfc expresses a respective factor scaler from a measured to a calculated throughput fc of a particular gas turbine component.

Weitere Vorteile ergeben sich, indem als zweiter Korrekturparameter wenigstens ein Skalierer aus der Gruppe ∆ζInlet, ∆ζExhaust, CζInlet, CζExhaust, ∆ζBellmouth, CζBellmouth, w_leak_TE, ∆cFG_nozzle, CcFG_nozzle, Delta CD_nozzle, Faktor CD_nozzle, Delta CD_bellmouth und Faktor CD_bellmouth ermittelt wird. Dies erlaubt eine flexible und präzise Berücksichtigung unterschiedlicher Innen-Prüfstände. ∆ζInlet und ∆ζExhaust bezeichnen dabei Delta-Skalierer der Druckverluste der Prüfstandskomponenten Einlass (Inlet) bzw. Auslass (Exhaust). CζInlet und CζExhaust bezeichnen Faktor-Skalierer auf Druckverluste der Prüfstandskomponenten Einlass (Inlet) und Auslass (Exhaust). Grundsätzlich können die Prüfstandskomponenten Inlet und/oder Exhaust in Subkomponenten aufgespalten werden, wodurch beispielsweise mehrere Parameter ∆ζInlet_1...n mit n > 1 für die jeweilige Subkomponente n ermittelt werden können. Entsprechendes gilt für ∆ζExhaust, CζInlet und CζExhaust. ∆ζBellmouth bezeichnet einen Delta-Skalierer des Druckverlusts in einer Einströmdüse (sog. Bellmouth), während CζBellmouth dementsprechend einen Faktor-Skalierer von einem gemessenen auf einen errechneten Druckverlust in der Einströmdüse bezeichnet. Der Skalierer w_leak_TE bezeichnet den Leckagemassenstrom, während ∆cFG_nozzle und CcFG_nozzle den Delta-Skalierer bzw. den Faktor-Skalierer der Schubkoeffizienten einer Ausströmdüse (Triebwerksdüse, Nozzle) des Prüfstands bezeichnen. Further advantages result from the fact that at least one scaler from the group ΔζInlet, ΔζExhaust, CζInlet, CζExhaust, ΔζBellmouth, CζBellmouth, w_leak_TE, ΔcFG_nozzle, CcFG_nozzle, delta CD_nozzle, factor CD_nozzle, delta CD_bellmouth and factor CD_bellmouth is determined as the second correction parameter , This allows a flexible and precise consideration of different indoor test benches. ΔζInlet and ΔζExhaust designate delta scalers of the pressure losses of the test bench components inlet (inlet) and outlet (exhaust). CζInlet and CζExhaust refer to factor scalers for pressure losses of the inlet and outlet (exhaust) test bench components. In principle, the test bed components Inlet and / or Exhaust can be split into subcomponents, as a result of which, for example, a plurality of parameters ΔζInlet _{1... N} with n> 1 can be determined for the respective subcomponent n. The same applies to ΔζExhaust, CζInlet and CζExhaust. ΔζBellmouth denotes a delta scale of pressure loss in an inlet nozzle (so-called Bellmouth), while CζBellmouth accordingly designates a factor scaler from a measured to a calculated pressure loss in the inlet nozzle. The scaling device w_leak_TE designates the leakage mass flow, while ΔcFG_nozzle and CcFG_nozzle designate the delta scalers or the factor scalers of the thrust coefficients of a test nozzle (engine nozzle, Nozzle) of the test bench.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als erster Messwert wenigstens ein Parameter aus der Gruppe Gasturbinenmassenstrom, Temperatur im Gaspfad, Druck im Gaspfad, Kraftstoffmassenstrom und Drehzahl mindestens einer Welle in der Gasturbine ermittelt wird. Dies erlaubt eine präzise Messung und Analyse der jeweiligen Gasturbine. Die genannten Parameter können grundsätzlich für eine oder mehrere Komponenten einer jeweiligen Gasturbine ermittelt werden. Beispielsweise können die Drehzahlen von zwei oder mehr Wellen, die Temperaturen im Gaspfad an unterschiedlichen Stellen der Gasturbine und/oder die Drücke im Gaspfad an unterschiedlichen Stellen der Gasturbine ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass als zweiter Messwert wenigstens ein Parameter aus der Gruppe statischer Druck im Innen-Prüfstand (Testzelle, PS_Cell), Totaldruck im Innen-Prüfstand (Testzelle, PT_Cell) und Strömungsgeschwindigkeit im Innen-Prüfstand (Testzelle, V_Cell) ermittelt wird. Grundsätzlich sind auch Druck- und/oder Geschwindigkeitsmessungen an anderen Stellen im Innen-Prüfstand (z. B. im Detuner/Abgasrohr) denkbar. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that at least one parameter from the group of gas turbine mass flow, temperature in the gas path, pressure in the gas path, fuel mass flow and speed of at least one shaft in the gas turbine is determined as the first measured value. This allows a precise measurement and analysis of the respective gas turbine. The mentioned parameters can in principle for one or several components of a respective gas turbine can be determined. For example, the rotational speeds of two or more shafts, the temperatures in the gas path at different locations of the gas turbine and / or the pressures in the gas path at different locations of the gas turbine can be determined. Alternatively or additionally, it is provided that at least one parameter from the group of static pressure in the interior test bench (test cell, PS_Cell), total pressure in the interior test bench (test cell, PT_Cell) and flow velocity in the interior test bench (test cell, V_Cell) is determined as the second measured value becomes. In principle, pressure and / or speed measurements at other locations in the interior test bench (eg in the detuner / exhaust pipe) are also conceivable.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels der Recheneinrichtung wenigstens ein Referenzmodell von Innen-Prüfstand und/oder Gasturbine unter Referenzbedingungen ermittelt wird. Unter Referenzbedingungen werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Bedingungen gemäß International Standard Atmosphere (ISA, Normatmosphäre) verstanden, das heißt eine Temperatur von 288,15 K (15 °C) und ein Druck von 1013,25 hPa (= 29,92 inHg) auf Meereshöhe, wobei außer der Standard Atmosphäre noch ein Referenzbetriebspunkt des Triebwerks vorgegeben wird. Dies erlaubt eine vorteilhafte Standardisierung und Vereinheitlichung der Testbedingungen. Das Referenzmodell kann dabei auf dem thermodynamischen Modell basieren. In a further advantageous embodiment of the invention, it is provided that at least one reference model of the inside test bench and / or gas turbine is determined under reference conditions by means of the computing device. In the context of the present invention, reference conditions are understood to mean the conditions according to the International Standard Atmosphere (ISA, standard atmosphere), ie a temperature of 288.15 K (15 ° C.) and a pressure of 1013.25 hPa (= 29.92 inHg). at sea level, where in addition to the standard atmosphere, a reference operating point of the engine is specified. This allows an advantageous standardization and standardization of the test conditions. The reference model can be based on the thermodynamic model.

Dabei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn das thermodynamische Modell beim Ermitteln des Referenzmodells mittels des ersten Korrekturparameters und des zweiten Korrekturparameters angepasst wird. Hierdurch ist es rechnerisch möglich, die Performance des aktuellen Prüfstands und der aktuellen Gasturbine zu ermitteln, die diese unter Referenzbedingungen hätten. Alternativ ist es vorgesehen, das thermodynamische Modell beim Ermitteln des Referenzmodells mittels des ersten Korrekturparameters, aber nicht mittels des zweiten Korrekturparameters anzupassen. Mit anderen Worten wird der dem Innen-Prüfstand zugeordnete Teil der Skalierer auf den nominellen, das heißt auf den ursprünglichen zweiten Modellwert zurückgesetzt. Dies ermöglicht eine Beurteilung, wie die konkret getestete Gasturbine in einem hypothetischen standardisierten Innen-Prüfstand, das heißt unbeeinflusst vom konkret verwendeten Innen-Prüfstand, unter Referenzbedingungen funktionieren würde. It has proven to be advantageous if the thermodynamic model is adapted when determining the reference model by means of the first correction parameter and the second correction parameter. As a result, it is mathematically possible to determine the performance of the current test bench and the current gas turbine, which they would have under reference conditions. Alternatively, it is provided to adapt the thermodynamic model when determining the reference model by means of the first correction parameter, but not by means of the second correction parameter. In other words, the portion of the scaler associated with the indoor bench is reset to the nominal, that is, the original, second model value. This allows an assessment of how the specifically tested gas turbine in a hypothetical standardized indoor test bench, that is uninfluenced by the actual indoor test bench, would work under reference conditions.

Alternativ ist es vorgesehen, das thermodynamische Modell beim Ermitteln des Referenzmodells mittels des zweiten Korrekturparameters und nicht mittels des ersten Korrekturparameters anzupassen. Mit anderen Worten wird der der Gasturbine zugeordnete Teil der Skalierer auf den nominellen, das heißt auf den ursprünglichen ersten Modellwert zurückgesetzt. Dies ermöglicht eine Beurteilung, wie eine hypothetische standardisierte Gasturbine im konkret verwendeten Innen-Prüfstand unter Referenzbedingungen funktionieren würde. Dies bedeutet, dass die Performance des Innen-Prüfstands unbeeinflusst von der konkret verwendeten Gasturbine beurteilt werden kann. Alternatively, it is provided to adapt the thermodynamic model when determining the reference model by means of the second correction parameter and not by means of the first correction parameter. In other words, the portion of the scaler associated with the gas turbine is reset to the nominal, that is, the original, first model value. This allows an assessment of how a hypothetical standardized gas turbine would work under reference conditions in the actual indoor test bench used. This means that the performance of the indoor test bench can be assessed unaffected by the specific gas turbine used.

Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Performance des Innen-Prüfstands unter Referenzbedingungen zur Überwachung der Korrelation des Innen-Prüfstands verwendet wird. Hierzu können beispielsweise aktuelle Testergebnisse mit historischen Testergebnissen verglichen werden, um etwaige Abweichungen zu erkennen. Sollten bei dieser Berechnung Veränderungen gegenüber früheren Ergebnissen auftreten, so sind diese ausschließlich durch den Innen-Prüfstand verursacht. Further advantages arise when the performance of the indoor test bench is used under reference conditions for monitoring the correlation of the indoor test bench. For example, current test results can be compared with historical test results to detect any deviations. If changes occur in this calculation compared to previous results, these are caused exclusively by the indoor test bench.

Weitere Vorteile ergeben sich, wenn anhand des Referenzmodells eine vom Innen-Prüfstand unabhängige Performance der Gasturbine ermittelt wird. Wenn das Referenzmodell anhand des ersten Messwerts und des zweiten Modellwerts ermittelt wird, können Einflüsse des Innen-Prüfstands auf die Gasturbine herausgerechnet werden, wodurch eine von Einflüssen des Innen-Prüfstands isolierte Beurteilung der Gasturbine ermöglicht ist. Further advantages result if, based on the reference model, a performance of the gas turbine independent of the internal test bench is determined. If the reference model is determined on the basis of the first measured value and the second model value, influences of the indoor test bench on the gas turbine can be eliminated, whereby an evaluation of the gas turbine isolated from influences of the indoor test bench is made possible.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Recheneinrichtung zur Verwendung in einem Verfahren gemäß dem ersten Erfindungsaspekt. Die erfindungsgemäße Recheneinrichtung ist dabei mit einer Sensoreinrichtung zum Austausch von ersten und zweiten Messwerten koppelbar. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Recheneinrichtung ausgebildet, ein thermodynamisches Modell bereitzustellen, wobei das thermodynamische Modell zumindest ein die Gasturbine abbildendes erstes Teilmodell und ein den Innen-Prüfstand abbildendes zweiten Teilmodell umfasst. Ebenso ist die erfindungsgemäße Recheneinrichtung dazu ausgebildet, anhand des thermodynamischen Modells wenigstens einen die Gasturbine im ausgewählten Betriebspunkt charakterisierenden ersten Modellwert und wenigstens einen den Innen-Prüfstand während des Betriebs der Gasturbine im ausgewählten Betriebspunkt charakterisierenden zweiten Modelwert zu ermitteln. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Recheneinrichtung auch dazu ausgebildet, wenigstens einen der Gasturbine zugeordneten ersten Korrekturparameter zu ermitteln, indem das thermodynamische Modell variiert wird, bis der erste Modellwert innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs des ersten Messwerts liegt. Weiterhin ist die erfindungsgemäße Recheneinrichtung dazu ausgebildet, wenigstens einen dem Innen-Prüfstand zugeordneten zweiten Korrekturparameter zu ermitteln, indem das thermodynamische Modell variiert wird, bis der zweite Modellwert innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs des zweiten Messwerts liegt. Die sich hieraus ergebenden Merkmale und deren Vorteile sind den vorstehenden Beschreibungen des ersten Erfindungsaspekts zu entnehmen, wobei vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Erfindungsaspekts als vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Erfindungsaspekts anzusehen sind. Der Ausdruck „ausgebildet zu“ bezieht sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich auf eine Recheneinrichtung oder sonstige Gegenstände, die nicht nur eine grundlegende Eignung besitzen, sondern durch entsprechende Hard- und/oder Software konkret dazu eingerichtet sind, durch ihren Betrieb die jeweils angegebene Wirkung zu erzielen. A second aspect of the invention relates to a computing device for use in a method according to the first aspect of the invention. The computing device according to the invention can be coupled to a sensor device for exchanging first and second measured values. Furthermore, the computing device according to the invention is designed to provide a thermodynamic model, the thermodynamic model comprising at least one first partial model imaging the gas turbine and a second partial model imaging the inner test bench. Likewise, the computing device according to the invention is designed to determine, based on the thermodynamic model, at least one first model value characterizing the gas turbine at the selected operating point and at least one second model value characterizing the interior test bench during operation of the gas turbine at the selected operating point. In addition, the computing device according to the invention is also designed to determine at least one first correction parameter assigned to the gas turbine by varying the thermodynamic model until the first model value lies within a predetermined tolerance range of the first measured value. Furthermore, the computing device according to the invention is designed to determine at least one second correction parameter associated with the interior test bench, by varying the thermodynamic model until the second model value within one predetermined tolerance range of the second measured value is. The resulting features and their advantages are described in the foregoing descriptions of the first aspect of the invention, advantageous embodiments of the first aspect of the invention are to be regarded as advantageous embodiments of the second aspect of the invention. The term "trained to" in the context of the present invention basically refers to a computing device or other objects that not only have a basic suitability, but are set up by appropriate hardware and / or software concretely, the operation specified in each case by their operation to achieve.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und den Ausführungsbeispielen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in den Ausführungsbeispielen genannten und/oder alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Ausführungsbeispielen nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Dabei zeigt: Further features of the invention will become apparent from the claims and the exemplary embodiments. The features and combinations of features mentioned above in the description, as well as the features and feature combinations mentioned below in the exemplary embodiments and / or alone, can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation without the scope of the invention leave. There are thus also embodiments of the invention as encompassed and disclosed, which are not explicitly shown and explained in the embodiments, however, emerge and can be generated by separate feature combinations of the described embodiments. Embodiments and combinations of features are also to be regarded as disclosed, which thus do not have all the features of an originally formulated independent claim. Showing:

1 eine Prinzipdarstellung eines thermodynamischen Modells, welches sowohl einen Innen-Prüfstand als auch eine im Innen-Prüfstand betriebene Gasturbine abbildet; 1 a schematic diagram of a thermodynamic model, which depicts both an indoor test bench and a gas turbine operated in the indoor test bench;

2 ein Verfahren zum Ermitteln der Eigenschaften (Zustandsgrößen) des Innen-Prüfstands und einer im Innen-Prüfstand betriebenen Gasturbine; und 2 a method for determining the characteristics (state variables) of the indoor test bench and a gas turbine operated in an indoor test bench; and

3 unterschiedliche Berechnungen unter Referenzbedingungen. 3 different calculations under reference conditions.

1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines thermodynamischen Modells 10, welches sowohl einen Innen-Prüfstand 12 als auch eine im Innen-Prüfstand 12 betriebene Gasturbine 14 abbildet und durch eine Recheneinrichtung (nicht gezeigt) bereitgestellt wird. Im Gegensatz zu einem Outdoor- bzw. Außen-Prüfstand (nicht gezeigt) gibt es beim Testbetrieb einer Gasturbine 14 im Indoor- bzw. Innen-Prüfstand 12 eine Wechselwirkung zwischen der Triebwerks-Performance und der Prüfstands-Performance. Aus diesem Grund ist es erforderlich, für jeden Gasturbinen- bzw. Triebwerkstyp eine Korrelation zwischen dem Outdoor-Prüfstand und dem Indoor-Prüfstand 12 durchzuführen. Die Korrelation bildet dabei die Unterschiede zwischen einem konkreten Triebwerkstest im Indoor-Prüfstand 12 und einem hypothetischen Triebwerkstest einem Referenz-Outdoor Prüfstand ab. Um darüber hinaus ein zuverlässiges Trending des Innen-Prüfstands 12 zu gewährleisten, muss zwischen den Eigenschaften bzw. 1 shows a schematic diagram of a thermodynamic model 10 , which is both an indoor test bench 12 as well as an indoor test bench 12 operated gas turbine 14 and provided by a computing device (not shown). In contrast to an outdoor test stand (not shown), there is a gas turbine during test operation 14 in the indoor or indoor test bench 12 an interaction between engine performance and test bench performance. For this reason, it is necessary for each gas turbine or engine type, a correlation between the outdoor test bench and the indoor test bench 12 perform. The correlation is the difference between a specific engine test in the indoor test bench 12 and a hypothetical engine test from a reference outdoor test bench. In addition, a reliable trending of the indoor test bench 12 must be ensured between the characteristics or

Zustandsgrößen des Innen-Prüfstands 12 und der Gasturbine 14 unterschieden werden, da sich die Zustandsgrößen der im Innen-Prüfstand 12 getesteten Gasturbinen 14 normalerweise stark unterscheiden. Davon beeinflusst unterscheiden sich auch die Messwerte des Innen-Prüfstands 12, obwohl dieser ansonsten unverändert ist. Weiterhin wird durch die Trennung von Prüfstands- und Triebwerksperformance die Triebwerksanalyse genauer, da Einflüsse des Innen-Prüfstands 12 herausgerechnet werden können. Hierdurch können beispielsweise Abweichungen bei einzelnen „Pass-off Tests“ oder „Acceptance Tests“ sowie langfristige Trends eindeutig dem Innen-Prüfstand 12 oder der Gasturbine 14 zugeordnet werden. Dies erlaubt eine besonders zuverlässige Überwachung des Innen-Prüfstands 12 (Test Cell Trend Monitoring), wodurch anlasslose und kostenintensive Rekorrelationen des Innen-Prüfstands 12, welche ansonsten mindestens alle 7 Jahren durchgeführt werden müssten, vorteilhaft vermieden werden können. Mögliche Zustandsänderungen des Innen-Prüfstands 12, welche eine Auswirkung auf die Ergebnisse der Pass-off oder Acceptance Tests haben, können stattdessen frühzeitig erkannt und unnötige Maßnahmen am Triebwerk bzw. der Gasturbine 14 vermieden werden. State variables of the indoor test bench 12 and the gas turbine 14 be distinguished, since the state variables of the indoor test bench 12 tested gas turbines 14 usually differ greatly. Influenced by this, the measured values of the indoor test bench also differ 12 although this is otherwise unchanged. Furthermore, the separation of test bench and engine performance, the engine analysis is more accurate because of influences of the indoor test bench 12 can be deducted. As a result, deviations in individual "pass-off tests" or "acceptance tests" as well as long-term trends can clearly be attributed to the interior test bench 12 or the gas turbine 14 be assigned. This allows a particularly reliable monitoring of the indoor test bench 12 (Test Cell Trend Monitoring), resulting in trouble free and costly recorrelations of the indoor test bench 12 , which otherwise at least all 7 Years, could be advantageously avoided. Possible status changes of the indoor test bench 12 which have an effect on the results of the pass-off or acceptance tests, can instead be detected early and unnecessary actions on the engine or the gas turbine 14 be avoided.

Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist daher die Trennung zwischen den Zustandsgrößen der Gasturbine 14 und denen des Innen-Prüfstands 12. Diese Trennung wird möglich durch eine Analyse der relevanten Zustandsgrößen des Innen-Prüfstands 12 und der Gasturbine 14 unter Berücksichtigung des in 1 gezeigten thermodynamischen Modell 10, welches sowohl die Gasturbine 14 in einem ersten Teilmodell als auch den Innen-Prüfstand 12 in einem zweiten Teilmodell abbildet. Der Innen-Prüfstand 12 und damit das zweite Teilmodell setzten sich im gezeigten Ausführungsbeispiel aus den Komponenten Atmosphäre 12a, Einlass (Inlet) 12b, Strömungsverzweigung (Branch) 12c, zwei Strömungskanäle (Duct) 12d, Einströmdüse (Bellmouth) 12e, Ausströmdüse (Nozzle) 12f, Strömungsmischer (Mixer) 12g und Auslass (Exhaust) 12h zusammen. Die Gasturbine 14 ist während ihres Betriebs im Innen-Prüfstand 12 zwischen der Einströmdüse (Bellmouth) 12e und der Ausströmdüse (Nozzle) 12f sowie unterhalb der beiden Strömungskanäle (Duct) 12d angeordnet, was sich im Modell 10 entsprechend widerspiegelt. Das erste Teilmodell kann seinerseits bedarfsweise ebenfalls in zwei oder mehr Subkomponenten aufgeteilt werden. An important aspect of the present invention is therefore the separation between the state variables of the gas turbine 14 and those of the indoor test bench 12 , This separation becomes possible by an analysis of the relevant state variables of the indoor test bench 12 and the gas turbine 14 taking into account the in 1 shown thermodynamic model 10 which is both the gas turbine 14 in a first sub-model as well as the indoor test bench 12 in a second submodel. The indoor test bench 12 and thus the second part model sat down in the embodiment shown from the components atmosphere 12a , Inlet (inlet) 12b , Branch Branch 12c , two flow channels (duct) 12d , Inlet nozzle (Bellmouth) 12e , Nozzle 12f , Flow mixer (mixer) 12g and exhaust (exhaust) 12h together. The gas turbine 14 is inside the test bench during its operation 12 between the inlet nozzle (Bellmouth) 12e and the discharge nozzle (Nozzle) 12f as well as below the two flow channels (Duct) 12d arranged what is in the model 10 reflected accordingly. The first submodel can in turn, if necessary, also be divided into two or more subcomponents.

2 zeigt ein Verfahren zum Ermitteln der Eigenschaften (Zustandsgrößen) des Innen-Prüfstands 12 und der im Innen-Prüfstand 12 betriebenen Gasturbine 14. Hierzu werden zunächst in Schritt 16a mittels einer oder mehrerer Sensoreinrichtungen (nicht gezeigt) erste Messwerte ermittelt, welche die Gasturbine 14 im ausgewählten Betriebspunkt charakterisieren. Die ersten Messwerte 16a können beispielsweise wenigstens einen Parameter aus der Gruppe Temperaturen im Gaspfad (T25, T3, T45, T49, T5, Abgastemperatur (exhaust gas temperature, EGT)), Kraftstoffmassenstrom (Fuel flow, WFE), Triebwerksmassenstrom (W2), Drücke im Gaspfad (P25, P3, P45, P49, P5), Drehzahlen der Wellen im Triebwerk (N1, N2, N3) etc. umfassen. 2 shows a method for determining the properties (state variables) of the indoor test bench 12 and the inside test stand 12 operated gas turbine 14 , This will be done first in step 16a By means of one or more sensor devices (not shown) first measured values determined which the gas turbine 14 characterize at the selected operating point. The first readings 16a For example, at least one parameter from the group of temperatures in the gas path (T25, T3, T45, T49, T5, exhaust gas temperature (EGT)), fuel flow (WFE), engine mass flow (W2), pressures in the gas path (P25 , P3, P45, P49, P5), rotational speeds of the shafts in the engine (N1, N2, N3) etc. include.

Weiterhin werden in Schritt 16b zweite Messwerte (z. B. Temperaturen, Statischer Druck, PS_{cell_front} ...) ermittelt, welche den Innen-Prüfstand 12 während des Betriebs der Gasturbine 14 im ausgewählten Betriebspunkt charakterisieren. Die Messwerte können beispielsweise einen oder mehrere Parameter aus der Gruppe Statischer Druck in Testzelle bzw. Komponente des Innen-Prüfstands 12 (PS_Cell), Totaldruck in Testzelle (PT_Cell), Strömungsgeschwindigkeit in Testzelle (V_Cell) oder eine Temperatur in der Testzelle umfassen. Grundsätzlich sind auch Druck-, Geschwindigkeits- und/oder Temperaturmessungen an anderen Stellen im Innen-Prüfstand 12 (z.B. im Detuner/Abgasrohr) denkbar. Der Innen-Prüfstand 12 und/oder die Gasturbine 14 werden bedarfsweise mit einer zusätzlichen Instrumentierung bzw. mit entsprechenden Sensoreinrichtungen ausgestattet, um die gewünschten Messwerte zu ermitteln. Continue to be in step 16b second measured values (eg, temperatures, static pressure, PS _{cell_front} ...) which determines the indoor test bench 12 during operation of the gas turbine 14 characterize at the selected operating point. The measured values may include, for example, one or more parameters from the group Static pressure in test cell or component of the indoor test bench 12 (PS_Cell), total pressure in test cell (PT_Cell), flow rate in test cell (V_Cell) or include a temperature in the test cell. Basically, pressure, speed and / or temperature measurements at other locations in the indoor test stand 12 (eg in Detuner / exhaust pipe) conceivable. The indoor test bench 12 and / or the gas turbine 14 If required, they will be equipped with additional instrumentation or sensor equipment to determine the desired readings.

Im folgenden Schritt 18 erfolgt nunmehr die Analyse und Auftrennung der gegenseitigen Einflüsse des Innen-Prüfstands 12 und der Gasturbine 14 mit Hilfe des Modells 10. Hierzu werden anhand des thermodynamischen Modells 10 entsprechende erste und zweite Modellwerte für die Gasturbine 14 und den Innen-Prüfstand 12 berechnet. Unter Berücksichtigung der ersten und zweiten Messwerte wird das thermodynamische Modell (10) anschließend angepasst, bis der erste und der zweite Modellwert dem ersten bzw. zweiten Messwert entspricht oder zumindest innerhalb eines bestimmten Toleranzbereichs liegt. Mit anderen Worten wird das Modell 10 an die tatsächlichen Messergebnisse angepasst, um den konkreten Testlauf korrekt abzubilden. Diese Anpassung wird durch Korrekturparameter bzw. Skalierer ausgedrückt. Hierzu wird im Schritt 20a wenigstens ein erster Korrekturparameter auf Zustandsgrößen einer Gasturbinenkomponente ermittelt. Der erste Korrekturparameter kann beispielsweise aus der Skalierer-Gruppe ∆ηFan, ∆ηLPC, ∆ηHPC, ∆ηHPT, ∆ηLPT, CηFan, CηLPC, CηHPC, CηHPT, CηLPT, ∆fcFan, ∆fcLPC, ∆fcHPC, ∆fcHPT, ∆fcLPT, CfcFan, CfcLPC, CfcHPC, CfcHPT und CfcLPT ausgewählt werden. In the following step 18 now takes place the analysis and separation of the mutual influences of the indoor test bench 12 and the gas turbine 14 with the help of the model 10 , For this purpose, the thermodynamic model is used 10 corresponding first and second model values for the gas turbine 14 and the indoor test bench 12 calculated. Taking into account the first and second measured values, the thermodynamic model ( 10 ) is subsequently adjusted until the first and the second model value corresponds to the first or second measured value or is at least within a certain tolerance range. In other words, the model becomes 10 adapted to the actual measurement results in order to map the actual test run correctly. This adjustment is expressed by correction parameters or scalers. This is done in step 20a at least a first correction parameter determined on state variables of a gas turbine component. The first correction parameter can be selected, for example, from the scaler group ΔηFan, ΔηLPC, ΔηHPC, ΔηHPT, ΔηLPT, CηFan, CηLPC, CηHPC, CηHPT, CηLPT, ΔfcFan, ΔfcLPC, ΔfcHPC, ΔfcHPT, ΔfcLPT, CfcFan, CfcLPC, CfcHPC, CfcHPT and CfcLPT are selected.

Im Schritt 20b wird analog wenigstens ein zweiter Korrekturparameter bzw. Skalierer auf Zustandsgrößen des Innen-Prüfstands 12 ermittelt. Der oder die zweiten Korrekturparameter können beispielsweise aus der Skalierer-Gruppe ∆ζInlet, ∆ζExhaust, CζInlet, CζExhaust, ∆ζBellmouth, CζBellmouth, w_leak_TE, ∆cFG_nozzle und CcFG_nozzle ausgewählt werden. In step 20b Analogously, at least one second correction parameter or scaler is used for state variables of the indoor test bench 12 determined. The second or the second correction parameters can be selected, for example, from the scaler group Δζlet, Δζexhaust, Cζlet, Cζexhaust, ΔζBellmouth, CζBellmouth, w_leak_TE, ΔcFG_nozzle and CcFG_nozzle.

Anschließend werden drei verschiedene Berechnungen bei Referenzbedingungen (ISA) durchgeführt. Dabei wird wahlweise mit aktuell analysierten bzw. durch die entsprechenden Korrekturparameter korrigierten oder nominellen Zustandsgrößen, bei denen die betreffenden Skalierer auf die nominellen Werte des Modells 10 zurückgesetzt und nicht an die konkreten Messwerte angepasst sind, von Innen-Prüfstand 12 und Gasturbine 14 gerechnet. 3 zeigt exemplarisch verschiedene, mit ISA1, ISA2 und ISA3 bezeichnete Referenzmodelle unter ISA-Bedingungen. Die Variante „ISA1“ umfasst dabei die Verwendung der aktuell analysierten Referenzwerte, das heißt der über die Skalierer auf die konkreten Testbedingungen angepassten und auf ISA-Bedingungen normierten ersten Modellwerte des Innen-Prüfstands 12 sowie der aktuell analysierten Referenzwerte der Gasturbine 14, wodurch diejenige Performance 22 des konkreten Innen-Prüfstands 12 und der konkreten Gasturbine 14 beurteilt werden kann, die diese unter Referenzbedingungen hätten. Subsequently, three different calculations at reference conditions (ISA) are performed. In this case, optionally with state variables that are currently analyzed or corrected by the corresponding correction parameters or nominal, in which the scalers in question are based on the nominal values of the model 10 reset and not adapted to the concrete measurements, from indoor test bench 12 and gas turbine 14 expected. 3 shows examples of different reference models with ISA1, ISA2 and ISA3 under ISA conditions. In this case, the variant "ISA1" comprises the use of the currently analyzed reference values, that is to say the first model values of the interior test bench which are adapted to the concrete test conditions and standardized to ISA conditions via the scalers 12 as well as the currently analyzed reference values of the gas turbine 14 , which gives that performance 22 of the concrete indoor test bench 12 and the concrete gas turbine 14 which they would have under reference conditions.

Die Berechnungsvariante „ISA2“ umfasst die Verwendung der analysierten und normierten Referenzwerte des Innen-Prüfstands 12 sowie der nominalen Werte der Gasturbine, die mit 14’ bezeichnet werden, wodurch die von der konkreten Gasturbine 14 unbeeinflusste Performance 22’ des Innen-Prüfstands 12 unter ISA-Bedingungen beurteilt werden kann. Für das Monitoring des Innen-Prüfstands 12 ist dabei diese Berechnung mit einer nominellen Gasturbine 14, das heißt mit einem hypothetischen Standardtriebwerk, und dem konkreten Innen-Prüfstand 12 relevant. Diese Berechnung spiegelt mit anderen Worten einen Triebwerkstest mit einem immer gleichen Triebwerk 14 bei immer gleichen, standardisierten Umgebungsbedingungen wieder. Sollten hier Veränderungen auftreten, so sind diese lediglich durch den Innen-Prüfstand 12 verursacht. The calculation variant "ISA2" includes the use of the analyzed and standardized reference values of the indoor test bench 12 as well as the nominal values of the gas turbine, which with 14 ' be designated, which by the concrete gas turbine 14 uninfluenced performance 22 ' of the indoor test bench 12 can be assessed under ISA conditions. For monitoring the indoor test bench 12 is this calculation with a nominal gas turbine 14 that means with a hypothetical standard engine, and the concrete interior test bench 12 relevant. In other words, this calculation reflects an engine test with the same engine 14 always at the same, standardized environmental conditions again. If changes occur here, then these are only through the indoor test bench 12 caused.

Die Berechnungsvariante „ISA3“ umfasst die Verwendung der nominalen Referenzwerte des Innen-Prüfstands 12’ und der analysierten Referenzwerte der Gasturbine 14, wodurch die vom konkreten Innen-Prüfstand 12 unbeeinflusste Performance 22’’ der Gasturbine 14 unter ISA Bedingungen beurteilt werden kann. Dies erlaubt ein besonders präzises Monitoring der Qualität (Leistung) der getesteten Gasturbine 14, da Einflüsse des Innen-Prüfstands 12 und der aktuellen Umgebungsbedingungen auf das Triebwerk 14 herausgerechnet werden. The calculation variant "ISA3" includes the use of the nominal reference values of the indoor test bench 12 ' and the analyzed reference values of the gas turbine 14 , resulting from the concrete indoor test bench 12 uninfluenced performance 22 '' the gas turbine 14 can be assessed under ISA conditions. This allows a particularly precise monitoring of the quality (performance) of the tested gas turbine 14 , as influences of the indoor test bench 12 and the current environmental conditions on the engine 14 be calculated out.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: Modell model
12 12: Indoor-Prüfstand Indoor test rig
12a 12a: Atmosphäre the atmosphere
12b 12b: Inlet Inlet
12c 12c: Branch Branch
12d 12d: Duct Duct
12e 12e: Bellmouth Bell Mouth
12f 12f: Nozzle Nozzle
12g 12g: Mixer mixer
12h 12h: Exhaust Exhaust
14 14: Gasturbine gas turbine
16a 16a: Schritt step
16b 16b: Schritt step
18 18: Schritt step
20a 20a: Schritt step
20b 20b: Schritt step

Claims

Method for determining an influence of an indoor test bench ( 12 ) on an indoor test bench ( 12 ) operated gas turbine ( 14 ), in particular an aircraft engine, comprising the following steps: - arranging the gas turbine ( 14 ) in the indoor test bench ( 12 ); - operating the gas turbine ( 14 ) in the indoor test bench ( 12 ) at at least one selected operating point of the gas turbine ( 14 ); Determining at least one of the gas turbine ( 14 ) at the selected operating point characterizing the first measured value and at least one the indoor test bench ( 12 ) during operation of the gas turbine ( 14 ) at the selected operating point characterizing second measured value by means of at least one sensor device; - Providing a thermodynamic model ( 10 ) by means of a computing device coupled to the computing device, wherein the thermodynamic model at least one of the gas turbine ( 14 ) imaging first sub-model and an indoor test bench ( 12 ) comprises an imaging second sub-model; Determining at least one of the gas turbine ( 14 ) characterized in the selected operating point first model value based on the thermodynamic model and determining at least one of the indoor test bench ( 12 ) during operation of the gas turbine ( 14 ) in the selected operating point characterizing second model value based on the thermodynamic model by means of the computing device; and - determining at least one of the gas turbine ( 14 ) by varying the thermodynamic model until the first model value is within a predetermined tolerance range of the first measured value, and determining at least one of the interior test bench ( 12 ) by varying the thermodynamic model until the second model value is within a predetermined tolerance range of the second measured value.

A method according to claim 1, characterized in that the first and / or the second correction parameter is determined by an analysis performance calculation.

A method according to claim 2, characterized in that as a first correction parameter at least one scaler from the group ΔηFan, ΔηLPC, ΔηHPC, ΔηHPT, ΔηLPT, CηFan, CηLPC, CηHPC, CηHPT, CηLPT, ΔfcFan, ΔfcLPC, Δ fcHPC, ΔfcHPT, ΔfcLPT, CfcFan, CfcLPC, CfcHPC, CfcHPT and CfcLPT.

Method according to Claim 2 or 3, characterized in that at least one scaler from the group ΔζInlet, ΔζExhaust, CζInlet, CζExhaust, ΔζBellmouth, CζBellmouth, w_leak_TE, ΔcFG_nozzle and CcFG_nozzle is determined as the second correction parameter.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that that is determined as the first measured value at least one parameter from the group gas turbine mass flow, temperature in the gas path, pressure in the gas path, fuel mass flow and speed of at least one shaft in the gas turbine and / or that as the second Measured value at least one parameter from the group static pressure in the indoor test bench, total pressure in the indoor test bench and flow rate in the indoor test bench is determined.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that by means of the computing device at least one reference model (ISA1, ISA2, ISA3) of indoor test bench ( 12 ) and / or gas turbine ( 14 ) under reference conditions (ISA).

A method according to claim 6, characterized in that the thermodynamic model when determining the reference model (ISA1, ISA2, ISA3): - is adjusted by means of the first correction parameter and the second correction parameter; or - is adjusted by means of the first correction parameter and not by means of the second correction parameter; or - is adjusted by means of the second correction parameter and not by means of the first correction parameter.

Method according to claim 6 or 7, characterized in that the performance ( 22 ' ) of the indoor test bench ( 12 ) using the reference model (ISA2) to monitor the correlation of the indoor test bench ( 12 ) is used.

A method according to claim 7 or 8, characterized in that on the basis of the reference model (ISA3) one of the interior test bench ( 12 ) independent performance ( 22 '' ) of the gas turbine ( 14 ) is determined.

Computing device for use in a method according to one of claims 1 to 9, characterized in that it: - can be coupled to at least one sensor device for exchanging first and second measured values; - is designed, a thermodynamic model ( 10 ), wherein the thermodynamic model at least one of the gas turbine ( 14 ) imaging first sub-model and an indoor test bench ( 12 ) comprises an imaging second sub-model; - is designed on the basis of the thermodynamic model ( 10 ) at least one of the gas turbine ( 14 ) in the selected operating point characterizing the first model value and at least one of the interior test bench ( 12 ) during operation of the gas turbine ( 14 ) to determine the second model value characterizing the selected operating point; - is formed, at least one of the gas turbine ( 14 ), by varying the thermodynamic model until the first model value is within a predetermined tolerance range of the first measured value; and - is formed, at least one of the indoor test bench ( 12 ) is determined by varying the thermodynamic model until the second model value is within a predetermined tolerance range of the second measured value.